适用于高海拔地区输电线路巡检可见光通信平方同步系统技术方案

一种适用于高海拔地区输电线路巡检可见光通信平方同步系统，包括有同时分别接收视距信号的第一平方环载波同步单元和接收非视距信号的第二平方环载波同步单元，所述的第一平方环载波同步单元和第二平方环载波同步单元用于分别对所接收的信号进行相位同步处理，所述第一平方环载波同步单元处理后的输出信号与第二平方环载波同步单元处理后的输出信号通过加法器相加构成整体数字输出信号。本发明专利技术充分利用了非视距链路部分的信号资源，在可见光通信领域实现了载波同步，本发明专利技术在线路巡检过程中可见光通信不受高压线路复杂电磁环境的干扰，易于实现线性的网络拓扑结构，适用于输电线路的组网，可应用于高海拔地区的输电线路巡检中。

【技术实现步骤摘要】
适用于高海拔地区输电线路巡检可见光通信平方同步系统
本专利技术涉及一种可见光通信平方同步系统。特别是涉及一种适用于高海拔地区输电线路巡检可见光通信平方同步系统.
技术介绍
青藏高原等地区海拔高、山区较多、自然环境恶劣，为节约宝贵的土地资源，高压输电线路大多依山而建，传统的高压输电线路人工巡检方式受到较大制约。无人机巡检等新技术在电网维护与检查中发挥了重要作用。由于无人机在高速飞行时，其信道环境在不断变换，单一速率的通信系统不能够实时得按照不同的信道状况更改其传输速度，不利于传输效率的提升。另外无人机高速飞行时会产生比较严重的多普勒效应造成比较大的符号间干扰，同时高压输电线路附近有强烈的电磁干扰，因此传统的通信方式局限性较大。作为可见光通信技术的核心，可见光信道的传输模式以及与之密切相关的载波同步一直是人们研究的重点领域。室内通信系统的链接方式可以分为两点。第一点是看发射机和接收机是否定向。所谓定向，其实是一个角度问题，对于发射机来说，如果其发射的光束发散角很小，发出的光束近乎平行，则称其为定向发射机；如果接收机的视场角范围很小，则称其为定向接收机。若二者均为定向，接发两端对准时就建立了一条链路，这条链路就称为定向链路。而非定向链路使用的是大角度接收机和发射机。还有一种链路，在发射机和接收机中有一个是非定向的，而另一个是定向的，这种称之为混合链路。第二点是根据两端根据发射机与接收机之间是否存在未受干扰的视距(lineofsight，LOS)进行分类。视距链接(lineofsight，LOS)中接收机接收到的光除存在由发射机发射过来的未经反射的光；而非视距(nonlineofsight，NLOS)链路通常是发射机对着天花板发射光信号，经过墙壁的一系列反射达到接收机。综上所述，无线光通信的链路方式通常分为以下六种：定向视距链路；非定向视距链路；混合视距链路；定向非视距链路；非定向非视距链路；混合非视距链路。在数字通信系统中，同步是很重要的技术问题，也是实现上的难点，同步性能的优劣直接决定了通信系统的性能。在通信系统中，信息通过特定方式映射后，发射机将其调制，以一定的频率通过信道发送出去，接收机收到的信号会受到信道中噪声干扰，为了准确恢复出发送数据，接收机的主要工作就是为判决装置提供同步系统，实现数据参数的估计和校正。接收机对信号进行解调时，需要从中提取出与接收信号载波同频同相的相干载波，这个相干载波的提取过程就是载波同步，载波同步是相干解调的基础。通信系统中的数字信息是一串连续的码元序列，在对解调出的信号进行码元判决时，一般选在码元周期的最佳采样时刻，也就是眼图张开最大的位置。接收端必须产生一个与接收调制信号码元时钟同步的位定时脉冲序列，用于码元抽样判决。载波同步可以分为导频法和直接法两大类，插入导频法需要在发送的信息序列中插入导频序列，这就需要系统分配一定的功率给导频信号，因此分配给信息序列的功率也相应降低，而直接法，可以直接从接收信号中恢复载波，不需要传输导频，节省了频带，这对于十分紧张的频谱资源是十分重要的。而平方环法就是直接载波同步法中的一种，传统平方环载波同步法由平方律器件、锁相环以及二分频器组成。其中锁相环相当于一个非常窄的窄带滤波器，可以很好地提取出所需的载波分量，具有良好的跟踪、窄带滤波以及记忆功能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种充分利用了LOS信道与NLOS信道的频谱资源，提高了可见光系统频带利用率的适用于高海拔地区输电线路巡检可见光通信平方同步系统。本专利技术所采用的技术方案是：一种适用于高海拔地区输电线路巡检可见光通信平方同步系统，包括有同时分别接收视距信号的第一平方环载波同步单元和接收非视距信号的第二平方环载波同步单元，所述的第一平方环载波同步单元和第二平方环载波同步单元用于分别对所接收的信号进行相位同步处理，所述第一平方环载波同步单元处理后的输出信号与第二平方环载波同步单元处理后的输出信号通过加法器相加构成整体数字输出信号。所述的第一平方环载波同步单元和第二平方环载波同步单元结构相同，均包括有：依次串联连接的平方律模块、带通滤波器、锁相环和二分频器，其中，所术的平方律模块的输入端接收视距信号或非视距信号，用于对接收到的信号进行平方，输出一组时域信号，所述二分频器的输出端构成第一平方环载波同步单元或第二平方环载波同步单元的输出端。所述的锁相环包括有依次串联连接的鉴相器、环路滤波器和数控振荡器，所述鉴相器的输入端连接带通滤波器的输出端，所述数控振荡器的输出端分别连接鉴相器的输入端和二分频器的输入端，其中，所述鉴相器对数控振荡器的输出信号与带通滤波器的输出信号进行鉴相，产生一个相位误差信号，所述的环路滤波器滤除接收信号中的高频信号和噪声，取出缓慢变化的直流分量控制数控振荡器的频率，并通过双线性变换将接收到的模拟信号映射到数字域，数控振荡器通过固定的频率控制字与环路滤波器的输出，产生理想的频率可变的正弦与余弦信号。所述的数控振荡器包括有依次串联连接的相位累加器、相位寄存器、相位相加器和CORDIC算法模块，其中，所述相位累加器的输入端分别连接环路滤波器的输出端以及相位寄存器的输出端，所述相位相加器的输入端还连接相位控制字，所述CORDIC算法模块的输出端分别连接鉴相器的输入端和二分频器的输入端。本专利技术的适用于高海拔地区输电线路巡检可见光通信平方同步系统，充分利用了非视距链路(nonlineofsight,Non-LOS)部分的信号资源，在可见光通信领域实现了载波同步，本专利技术在线路巡检过程中可见光通信不受高压线路复杂电磁环境的干扰，易于实现线性的网络拓扑结构，适用于输电线路的组网，可应用于高海拔地区的输电线路巡检中。本专利技术具有如下优点：1.基于可见光通信技术，采用了双路载波同步方法，充分利用了通过NLOS信道部分的信号。提高了频带利用率。2.数控振荡器部分采用了基于cordic算法的新型数控振荡器，相比于传统基于查找表的数控振荡器相比，提高了反应速度与工作效率。3.相比于传统的可见光通信同步模块，该同步系统的复杂度并没有增加。综上所述，本专利技术的适用于高海拔地区输电线路巡检可见光通信平方同步系统具有良好的应用前景。附图说明图1是本专利技术适用于高海拔地区输电线路巡检可见光通信平方同步系统的整体框图；图2是本专利技术中平方环载波同步单元的构成框图；图3是本专利技术中数控振荡器的构成框图。图中1：第一平方环载波同步单元2：第二平方环载波同步单元3：加法器4：平方律模块5：带通滤波器6：锁相环61：鉴相器62：环路滤波器63：数控振荡器631：相位累加器632：相位寄存器633：相位相加器634：CORDIC算法模块635：相位控制字7：二分频器具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术的适用于高海拔地区输电线路巡检可见光通信平方同步系统做出详细说明。如图1所示，本专利技术的适用于高海拔地区输电线路巡检可见光通信平方同步系统，其特征在于，包括有同时分别接收视距信号(LOS)的第一平方环载波同步单元1和接收非视距信号(NLOS)的第二平方环载波同步单元2，所述的第一平方环载波同步单元1和第二平方环载波同步单元2用于分别对所接收的信号进行相位同步处理，所述第一平方环载波同步单元1处理后的输出信号与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于高海拔地区输电线路巡检可见光通信平方同步系统，其特征在于，包括有同时分别接收视距信号的第一平方环载波同步单元(1)和接收非视距信号的第二平方环载波同步单元(2)，所述的第一平方环载波同步单元(1)和第二平方环载波同步单元(2)用于分别对所接收的信号进行相位同步处理，所述第一平方环载波同步单元(1)处理后的输出信号与第二平方环载波同步单元(2)处理后的输出信号通过加法器(3)相加构成整体数字输出信号。

【技术特征摘要】
1.一种适用于高海拔地区输电线路巡检可见光通信平方同步系统，其特征在于，包括有同时分别接收视距信号的第一平方环载波同步单元(1)和接收非视距信号的第二平方环载波同步单元(2)，所述的第一平方环载波同步单元(1)和第二平方环载波同步单元(2)用于分别对所接收的信号进行相位同步处理，所述第一平方环载波同步单元(1)处理后的输出信号与第二平方环载波同步单元(2)处理后的输出信号通过加法器(3)相加构成整体数字输出信号。2.根据权利要求1所述的适用于高海拔地区输电线路巡检可见光通信平方同步系统，其特征在于，所述的第一平方环载波同步单元(1)和第二平方环载波同步单元(2)结构相同，均包括有：依次串联连接的平方律模块(4)、带通滤波器(5)、锁相环(6)和二分频器(7)，其中，所术的平方律模块(4)的输入端接收视距信号或非视距信号，用于对接收到的信号进行平方，输出一组时域信号，所述二分频器(7)的输出端构成第一平方环载波同步单元(1)或第二平方环载波同步单元(2)的输出端。3.根据权利要求2所述的适用于高海拔地区输电线路巡检可见光通信平方同步系统，其特征在于，所述的锁相环(6)包括有依次串联连接的鉴相器(61)、环路滤波器...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓明，杨智群，冯人海，肖萌，张纪伟，陈利，张峰，蒋浩然，贡卓，吴元香，龙剑桥，曹建梅，刘晓燕，
申请(专利权)人：国网西藏电力有限公司，
类型：发明
国别省市：西藏,54